面向运动成像的视频稳像算法和实现技术

admin · 发表于 2022-9-29 21:47:19

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视频稳像技术一直是视频处理、计算机视觉、计算机图形学等学科的热点研究方向,其主要目标在于提高视频的稳定性和质量，同时也是其他一些视频处理技术的基础，并且在军事和民用两方面都有广泛的应用需求。本文研究了视频稳像技术中全局运动矢量估计、运动补偿和视频完善等三项核心技术，主要研究工作如下所述。（1）基于SURF（Speeded Up Robust Feature）特征的全局运动矢量估计。本文首先在分析了SURF特征提取以及构造SURF特征描述子的原理后提出了基于邻域搜索的SURF特征匹配算法，该算法有效地降低了SURF特征匹配的时间复杂度。最后在此基础上利用RANSAC（RANdom SAmple Consensus）算法和Levenberg-Marquardt算法估计出全局运动矢量。（2）运动补偿算法研究。本文在分析全局运动矢量中各个参数之物理意义的基础上深入分析了运动补偿的内在机制，并对基于样条插值的运动补偿算法和基于卡尔曼滤波的运动补偿算法进行了比较分析，指出了其优缺点。进而提出了一种新的运动补偿算法——迭代平滑运动补偿算法，此算法在迭代处理过程中可通过特征轨迹的光滑性评价视频的平滑程度以实现运动补偿，实验结果验证了此算法的良好性能。（3）基于相邻帧图像信息的视频完善。本文在分析前人基于图像拼接的视频完善算法和基于图像修复的视频完善算法的基础上，根据分步复合视频完善的策略和实现算法之架构，结合实际应用需求，对分步算法作了改进，使之更为适应经过迭代平滑运动补偿的视频完善处理要求，取得了满意的效果。（4）视频稳像处理软件开发与综合实验。根据本文的视频稳像算法研究成果，设计开发了视频稳像处理软件，并利用超小型旋翼机、机载无线摄像头、无线视频图像接收电台以及计算机组成实验平台，完成了对超小型旋翼机采集的视频图像的稳像实验，验证了本课题研究的视频稳像算法对航拍视频的有效性和可行性，为算法推广到其他基于航拍视频的视频技术研究和应用领域打下了技术基础。

面向运动成像的视频稳像算法和实现技术

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